Строить космический корабль, особенно такой, который может совершать межзвездные путешествия, довольно хлопотное дельце. Во-первых, собирать его придется на орбите, ведь нам нужно большое судно, верно? А чтобы такая большая штука преодолела земное притяжение, нам понадобится сжечь весь керосин этого мира. Во-вторых, в космос придется доставить и все материалы для сборки (ну или организовать их производство прямо там, что вряд ли сильно проще). В-третьих, в долгий полет такой корабль нужно снарядить изрядным количество запчастей. В общем, нюансов много, но выход есть — вырастить живой звездолет!
Из разряда фантастики
Идея биокорабля — звездолета, который построен не из искусственных материалов, а из биологических тканей, — многократно эксплуатировалась в фантастике. У такого судна масса преимуществ:
- вырастает само по себе, как любое живое существо;
- обладает способностью к регенерации, то есть восстановлению поврежденных частей;
- управляется собственной нервной системой;
- по умолчанию имеет внутри себя пригодную для жизни среду.
Фантасты уже придумали множество вариантов биокораблей. Одним из первых подобную технологию описал Роберт Шекли в рассказе «Специалист», опубликованном в 1953 году. В центре сюжета корабль, который действует как огромный симбиотический организм. Команда состоит из представителей разных рас, и каждая раса имеет свою специфическую функцию.
ТАРДИС Доктора Кто из культового британского сериала, первая серия которого вышла в 1963 году, тоже биокорабль. У ТАРДИС есть сознание, и ее не собирают, а выращивают на планете Повелителей Времени. В сериале «Вавилон 5» корабли варлонов и Теней являются живыми существами, а земляне смогли позаимствовать некоторые органические технологии и внедрить их в свои звездолеты. Вид 8472 из «Звездного пути: Вояджер» достиг таких вершин в биотехнологиях, что создавал корабли на основе собственной ДНК. Герои сериала «На краю Вселенной» обитают внутри Моаи — гигантского живого организма из расы левиафанов (откуда на другом конце мира ветхозаветные отсылки, создатели не уточняют). Корабли-ульи рейфов, питающихся людьми жутковатых гуманоидов из сериала «Звездные врата: Атлантида», выращивают из спор. Суперспособность таких звездолетов — лечить не только самих себя, но и экипаж.
В общем, в представлении фантастов биокорабли — это отличная идея. Так не пора ли приступать к их созданию?
Посадить дерево, вырастить корабль
Вообще-то, уже приступили. Разумеется, это пока только первые шаги (даже скорее теоретические рассуждения о первых шагах), но надежда есть.
Научный центр NASA Ames, расположенный в Силиконовой долине, разрабатывает программу Space Synthetic Biology (SynBio) — комплекс исследований в области синтетической биологии для создания технологий, необходимых для освоения космоса. Синтетическая биология — относительно недавно появившаяся отрасль, которая занимается созданием биологических систем с заранее заданными функциями, которые не встречаются в естественных условиях. В рамках SynBio ученые разрабатывают технологии, которые в будущем позволят осуществлять долговременные лунные и марсианские экспедиции. Одним из краеугольных камней миссий является обеспечение астронавтов кислородом, едой и водой в условиях, когда на борт можно погрузить ограниченное количество запасов. Проекты SynBio позволят производить все необходимое для жизнедеятельности непосредственно на корабле, в том числе и биоматериалы для ремонта космического корабля.
Хотя сейчас SynBio сосредоточено на решении насущных задач по обеспечению космических миссий, в будущем технологии, развиваемые в рамках этой программы, могут быть использованы для создания биокорабля. По крайней мере, такое мнение озвучил (pdf) в 2013 году космический инженер Глен Робертсон из Космического центра Маршалла.
В 2016 году Дэвид Барнхарт, директор Исследовательского центра космической инженерии Университета Южной Каролины, и Николь Атудожей, профессор Университета Биотерра из Бухареста, предложили концепцию, которая, по их словам, является первым шагом к технологии биокорабля. Ученые предложили вырастить дерево в космосе. Если это получится, то подобные инженерные решения можно будет масштабировать на более крупную структуру.
Реализация проекта потребует усилий ученых из разных областей. Для космической посадки предлагается использовать генномодифицированные деревья. Исследователи считают, что лучше всех для этого подойдет какой-нибудь вид эвкалиптов, который посредством генной инженерии сделают более устойчивым к холоду, или широко распространенная в Северной Америке ладанная сосна. Гены последней изменят таким образом, чтобы в ее клетках содержалось меньше лигнина — смеси природных полимеров, которые обеспечивают жесткость древесины.
Далее саженцы доставят в космос, но не выкинут в вакуум просто так, а поместят в оболочку из аэрогеля — легкого и прочного материала. Предполагается, что его корни будут находится в космосе, а крона — прорастать внутрь космического аппарата.
Впрочем, технологии биокорабля пригодятся не только в космосе, но и на Земле. Если мы поймем, как выращивать сложные структуры, то вполне сможем реализовать разработки для создания материалов и сооружений на нашей планете. Разумеется, пока что эти идеи лежат чуть-чуть в области теории и в большей степени в области фантастики, но мало ли вещей еще двадцать лет назад казались невероятными. В конце концов, жена мистера Горски когда-то считала, что прогулка по Луне — это невероятное событие.